智能機械設計制造自動化特點及發展趨勢

王鵬飛，汪 冰

（商丘職業技術學院，河南商丘 476000）

0 引言

在激烈的市場競爭中，企業提高生產效率和產品質量才能提高核心競爭力，獲得長久發展。傳統機械設計制造已經無法滿足社會需求，智能機械設計制造自動化呈現出更大優勢，適應新時代的變革，不僅促進社會經濟發展，也給人們的生活帶來了巨大變化。

1 智能機械設計制造自動化概述

機械自動化是指機械設備能夠按照預先設置的程序自動運行。智能機械設計制造自動化是指工作人員依據機械自動化的要求，采用先進技術對設備進行智能化和自動化的設計和操作，以提高機械生產的效率和質量。

2 智能機械設計制造自動化的特點與優勢

2.1 高效性

智能機械設計制造自動化改變了以往由人工操作傳統機械的模式，大大提高了生產效率。數控技術、智能技術和網絡技術等核心技術的應用使機械設計制造更具智能化，生產需要的工作人員數量減少，生產流程更具標準化和規范化，工作效率大為提高。在設計制造過程中，工作人員通過多次實驗測試，不斷加以改進，使其能充分發揮優勢，以滿足社會生產發展的需求。智能機械在生產時已經進行了智能化和自動化的設計和操作，在生產制造過程中，一旦出現任何機械故障，設備的監督控制系統會自動暫停，提示出現的問題。故障排除后再重新啟動運行，生產流程不會受到太大影響。

2.2 節能性

人工操作傳統機械的模式往往需要消耗大量的人力資源，企業運營成本較大。同時，人工在生產制造過程中不可避免會出現一些失誤，也會造成生產資源的浪費。智能機械的應用可以按照預設的程序自動進行，既降低了人力成本，也減少了生產資源的消耗，提高企業的經濟效益。

智能機械設計制造自動化可以有效管控能源損耗，在設計制造中盡量使用環保材料，有利于實現機械設計制造可持續化發展的戰略目標。智能機械設計制造通常會從設備的使用壽命、故障和維修等方面綜合考慮，盡量降低故障發生率，減少設備維修，從而延長了機械設備的使用年限，實現機械的節能性。

2.3 安全性

傳統的機械設計制造需要人工操作，傳統的機械設計制造往往沒有完善的監督控制系統，也缺少必要的警示裝置。其監管系統相對來說比較薄弱，在實際生產中極易出現安全事故，給工作人員帶來傷害，給企業造成損失。

若生產過程中機械出現故障，在沒有提示的情況下，工作人員不易發現。如果不能及時有效制止，就會發生安全事故。對操作人員來說，傳統的機械設計制造具有較大的工作難度，也存在著巨大安全隱患。

機械自動化技術的應用，既減少了人力資源的消耗，又降低了安全隱患，確保了生產的安全性。在一些行業或具有危險性的操作環節中，用機械代替人工，可以避免人工參與或減少工作人員在危險環境中操作的概率，確保工作人員的人身安全。在設備運行過程中，即使出現故障，設備會在系統的控制下自動暫停，故障排除后再重新進入運行狀態，這樣提高了工作的安全性，有效避免發生安全事故。

3 機械設計制造自動化的技術核心

3.1 數控技術

數控技術是機械設計制造發展中應用的重要技術之一，對機械設計制造自動化起著十分重要的作用。數控技術依靠電子技術發出的指令實現機械設計制造工作，憑借電子技術實現對機械運行的控制。在現代工業生產中使用數控技術，工作人員可以實施遠程監控，對整個生產流程和質量進行監管，既可以減少工作人員的工作量，大幅提升生產效率，確保產品質量。

3.2 網絡技術

互聯網實現了信息的快速傳播與交流，已成為各行業發展的必備條件。網絡技術的應用不僅可以快速搜集大量信息資源，通過與其他技術融合，能夠更好地實現機械設計制造智能化。

網絡技術的發展提升了機械設計制造自動化水平。計算機繪圖軟件的使用降低了人工繪圖的復雜性，大大提高了繪圖設計的效率。工作人員還能通過相關測試軟件對設計產品進行測試，幫助發現產品設計中存在的問題，及時改進和完善。

3.3 智能技術

智能技術包含計算機技術、傳感技術和定位技術等，由多種學科組成，具有綜合性的特點。目前，智能技術已廣泛應用于很多領域。智能技術通過對相關程序進行預先設定，機械在指令下按照設定的流程自動進行工作。在機械設計制造中使用智能技術，可以提高工作的效率和質量。尤其是對于一些難度較高的生產環節，積極利用智能化技術可以有效降低工作的難度，有效管控生產環節，避免誤差，提高生產的精準度，從而保證產品質量。

4 機械設計制造自動化的未來發展趨勢

4.1 智能化

隨著科學技術的進步和社會的發展，企業要長久生存和發展，就要逐步實現轉型。企業生產應進一步深化智能化改革，朝著自動化的方向發展，以降低生產成本，獲得更多利潤。機械自動化生產代替人工能大大減少人力成本。人工智能已經成為發展的趨勢。隨著社會需求逐步提高，各行業對機械設計制造的智能化將提出更高要求。目前，機械設計制造自動化在一定程度上已經具備智能化，未來隨著更多先進科學技術的應用，將會使機械設計制造朝著全自動化的方向發展。

通過智能技術的應用，能夠對機械設備進行更好地操作和管理，構建完整的生產制造體系，機械設計制造的智能化程度更高。將智能化技術應用在機械設計制造和自動化領域中，由研發設計人員對機械的程序進行更優化的設置，進一步提高機械設計制造的智能化。人工智能的應用可以增強機械的推理判斷，提高管控的有效性，使機械能根據外部環境的變化自動調整運行參數，保持最佳運行狀態。機械設計制造可以嚴格把控每一步生產環節，有效控制或避免生產誤差，提高產品合格率，甚至完成傳統人工無法完成的操作。機械的各項性能將大大提高，對于生產過程中出現的故障，智能化系統在不需要人工干預的情況下也可以自動修復，最大限度地降低企業人力成本，進一步提高生產效率。

4.2 網絡化

互聯網技術的快速發展，使信息得以更快更廣地傳播，給各行業帶來了巨大發展空間，同時也為機械設計制造自動化帶來了更多可能。將網路技術應用在智能機械設計制造自動化中，可以使其更好發展，以適應新時代的發展需求。傳統的機械設計制造出現問題時往往只能尋求專業技術人員的現場支持。由于時間、距離等因素限制，機械故障不能得到及時有效的處理，延誤生產進度，給企業帶來損失。應用互聯網技術，實現機械設計制造及其自動化的遠程監控，類似問題即可得到有效解決。通過應用互聯網技術，專業技術人員可以通過各項實時數據監控生產制造的每一個環節，從中發現問題并提出解決方案，指導企業相關人員及時處理。如果智能機械設備需要更新升級，可通過遠程指導來操作，既節省了時間，也給企業帶來更多的便利。

4.3 虛擬化

傳統的機械設計制造的圖紙大都由人工完成，如果方案出現問題需要修改或完善，都需要對設計圖紙進行返工，不僅耗費人力物力，也拖延設計周期。未來機械設計制造中，將運用虛擬化設計。機械設計制造虛擬化是在虛擬環境下模擬實際制造環境以及制造過程，并對產品制造及制造系統的行為進行預測和評價。根據要求，利用計算機仿真技術將產品呈現出來，通過不斷優化完善，確定最終設計方案。通過虛擬化的操作，設計的效率和精準度得到進一步保證，同時大大縮短設計周期，節約企業設計和生產成本。

4.4 微型化

目前，我國大部分機械體積較大，質量較沉，無論是機械的運輸、運行和維修都存在很大難度。隨著科技發展和多種新技術的應用，未來的機械設計制造將逐漸實現微型化和簡便化，使設計制造的機械既方便運輸、安裝，操作也更為簡便、易于維修。智能機械設計制造有效整合多種技術，使機械設計制造自動化的設備能夠滿足更多要求，使其更加人性化。

4.5 模塊化

企業發展需要求新求變，這就需要企業在產品設計上不斷地創新。智能機械設計制造能夠滿足不同產業對不同產品的設計生產要求。模塊化是機械設計制造自動化的發展趨勢之一。產品設計可以利用模塊化的功能將產品屬性完全呈現出來，或將零散的產品設計集中在一起，既能保證產品良好的適用性，也便于設計生產的統一管理，保證了產品質量。機械制造模塊化可以為產品的技術創新提供條件，縮短時間，提高工作效率，大大加快企業的技術進步，提升企業競爭力，推動社會發展。

4.6 環保化

環保化將是未來機械設計制造自動化發展的必然趨勢。隨著機械設計制造的廣泛應用，我國生產制造行業取得了較大發展，給國家的建設發展奠定了堅實基礎，同時也付出了極大代價。

傳統的機械生產較之更早的人工操作雖有先進之處，但也存在一些缺陷和不足，尤其是在環保方面。機械設計制造在大大提高企業生產效率，促進企業發展的同時，給環境造成了嚴重污染。一些企業盲目追求效益，擴大生產規模，加大生產力度，生產的污水廢料甚至有毒的廢棄物未經處理就被排放到河流或大自然中，導致水資源和土地資源等被污染。水土變質影響農作物的種植以及動物的繁衍，最終破壞生態平衡，給人類的生存帶來極大威脅。

因此，機械設計制造必須提高其環保要求，將環保作為考慮的重要因素之一。不僅要減少設計制造過程中能源的損耗，并且逐步降低產生的污染。使產品從設計、制造、使用到報廢的整個過程中資源利用率最高，對環境的影響最小。在注重科技發展的同時也要重視對環境的保護，只有具備節能環保理念的機械設計制造才能實現可持續發展。

5 結束語

機械設計制造自動化是企業提高生產效率的主要途徑，對促進企業的發展起著十分重要的作用，是國家工業發展的有力支持。我國的機械設計制造已經取得了快速發展，但要充分發揮其優勢，增強我國的核心競爭力，仍需不斷研究和創新。在學習借鑒其他國家經驗的基礎上，結合我國國情，采用新技術，加強自主研發。通過網絡技術、數控技術和智能技術等核心技術的應用來提高機械設計制造自動化的程度，激發它的活力，使我國機械設計制造得以長遠發展，從而推動國家社會經濟持續發展。